系統(tǒng)通訊方案

系統(tǒng)海底接駁方案在海底觀測系統(tǒng)中，通信技術至關重要。水下通信和陸地上通信的環(huán)境和條件存在著很大的差異，因此在陸地上普遍可以使用的通信技術在水下往往不能使用。當前適用于深海海底通信方式可以分為有線和無線兩種方式，有線方式包括光纖通信、電纜RS-232、RS-485等通信方式；無線方式主要包括水聲通信、電磁感應式無線通信ICL、光學無線通信LED等方式。光纖通信作為*的通信手段之一，海底光纖通信具有速率高、容量大、質(zhì)量高、抗力強、保密性能好等優(yōu)勢。雖然對比于其他的通訊方式，此種通訊方式存在系統(tǒng)復雜、建設難度大、造價成本高等不利因素，但是考慮到此項目的數(shù)據(jù)傳輸量和保密性等要求，有線光纖通信是我方選擇的主要的通訊手段。

海底觀測網(wǎng)電能需從陸地基站通過骨干網(wǎng)以直流高壓電流形式輸送到海底布置的觀測系統(tǒng)，由于各個觀測儀器設備所需電能情況不同，不能直接統(tǒng)一使用光纜傳來的電能，還需要進行電能變壓處理。同時，由于海底布置著許多觀測儀器，每時每刻都有大量的觀測數(shù)據(jù)要出輸送到陸地上的基站，基站也會發(fā)送各種控制指令給各個觀測儀器設備，基站系統(tǒng)不可能與各個觀測儀器設備直接進行通信，中間也需要有一個過渡環(huán)節(jié)對信號的傳輸和通信進行處理和調(diào)度。綜上所述，基站和終端的檢查設備中間必須得有一個轉(zhuǎn)換和分配的環(huán)境，作為一個電能和數(shù)據(jù)信號進行集中處理和管理，這個中間設備就是海底接駁盒。

我方在海底觀測網(wǎng)系統(tǒng)中引入海底接駁盒技術。在海底觀測系統(tǒng)中采用海底接駁盒技術，為整個海底觀測系統(tǒng)的設計、安裝、運行和維護，都提供極大的便利。有以下三個方面的優(yōu)勢：一是為能量和信號的處理和管理在海底提供了一個集中的站點；二是為海底觀測系統(tǒng)的安裝和布置提供了一個機械和電子連接的簡單界面和接口，在海底各種海底觀測儀器設備，可以借助于水下機器人ROV在海底接駁盒上直接進行熱插拔，使各種儀器的安裝操作簡單便利，從而大大降低了海底觀測儀器設備的連接成本；三是為海底觀測系統(tǒng)的后續(xù)維護和升級提供了便利，某些觀測儀器設備的失效和替換，只需要簡單地將他們從海底接駁盒上拆下后進行檢修和更換，而不會影響到海底觀測系統(tǒng)中其他觀測系統(tǒng)的正常工作。

海底接駁盒投放成功的關鍵中，對專業(yè)技術人員要求高，涉及到幾個關鍵技術包括注意防水密封技術，水下熱插拔接口技術，電能的轉(zhuǎn)換分配技術，光纜骨干網(wǎng)與接駁盒之間以及接駁盒與觀測儀器子網(wǎng)間的的通信技術，接駁盒備用、擴展接口技術，密封艙體中電子芯片散熱技術、小型化設計技術等。

系統(tǒng)供電方案

電能是海底觀測網(wǎng)絡的血液，每一個儀器運行都離不開電能。給海底觀測網(wǎng)絡提供電能的方式多種多樣，如以下4種供電方式：

1）通過高壓電纜把海岸上的電能傳輸?shù)胶５祝?/span>

2）在海底安裝蓄電池給海底設備供電；

3）在海底直接安裝水下柴油發(fā)電機，為海底設備供電；

4）直接利用海洋中蘊藏的能量來發(fā)電，如潮汐發(fā)電、海流發(fā)電、波浪能發(fā)電、海水溫差發(fā)電、濃度差發(fā)電等。

現(xiàn)在海底觀測系統(tǒng)主要采用前兩種形式：高壓電纜供電和海底蓄電池供電。海底蓄電池供電一般應用于輸電量小，且工作時間較短的觀測系統(tǒng)。此項目是長期觀測的海底觀測網(wǎng)絡，需要的電能量較大，要求長期安全的供給電能，再考慮到系統(tǒng)需要考慮到實時在線數(shù)據(jù)的傳輸需要，我方選擇高壓電纜進行系統(tǒng)的電能輸送。

總體的輸電方案為：在海岸基站中，先把陸地供給的三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合電纜輸送的高壓直流電，而后通過水下鎧裝電纜把電能輸送到海底。輸送過程中，系統(tǒng)通過控制電纜分叉點的開關裝置來確定輸送的路徑，把電能輸送到所需的觀測儀器設備中。其中，高壓直流電到觀測儀器設備能夠使用的電能的轉(zhuǎn)換工作，由海底接駁盒的能量變換模塊來實現(xiàn)。